注塑机上的压力测试

注塑机上的压力测试

注塑机需要在极其精准的工作环境下运作。来自瑞士的耐驰特公司为饮料,包装和医疗技术行业提供高性能,高精密注塑机和系统解决方案。而STS生产的压力传感器就被安装在这些复杂的设备中。

当塑料被注塑成型,塑料成品是由最初的塑料颗粒生产而成。简单的描述就是,装置是由两部分组成:注射装置和夹紧装置。一般而言,将原料注入注射单元内做准备。这是通过位于液压缸内部的蜗杆圆筒内加热并均化。内夹紧装置是一个代表了塑料组件的负相特质被注塑完成的工具。模塑复合物在蜗杆内制备,然后通过注入压力来形成负相形式。

对所需压力比的监测是保证一个完美的注塑工艺中必不可少的过程。因此基于此目的,需要将传感器安装在喷射轴的液压回路上。具体的熔体压力可以在喷射过程期间,基于腔室压力测量基础上进行计算。在这里特别重要的是传感器的测量误差需要非常低,因为,否则塑料压力的计算则会过低或过高。

当熔体压力过高或过低:

  • 这会影响注射的灌装量;
  • 成品塑料部件可能存在缺陷;
  • 它会导致材料或工具的损坏或损失;
  • 它会导致设备的瘫痪;

来自耐驰特公司的高精度设备,例如注塑机需要压力变送器在所需的测量范围内提供完全可靠的测量数据输出。为了找到这些高要求的最佳解决方案,使用测试仪器对不同制造商进行了广泛的比较。不仅只测试了测量仪器的精确度,而且还包括测试了它们在高温下的长期稳定性。下面的测量区间是在测试平台上进行:

Figure 1: 用于评估压力变送器和适度的标准化测试过程。以下四,六,八百万次压力循环,所述压力传感器分别进行温度应力(人工时效)。

来自STS高精度 ATM.1ST 压力传感器在整个压力和温度范围内而言,其容差性,长期稳定性,准确度和精度,在测试期间达到了最好的评分。特别的原因是,首先是压力传感器,即使在较长的测试周期内,在高温情况下也没有任何问题,在较低的压力范围内,这个传感器以其极高的精度给我们留下深刻印象。

Figure 2: 随时间和温度的变化来分析STS压力变送器。OZ(原始状态 – 红色虚线)作为出发点,每隔一段间隔后的延长线和虚线会根据图1的测试结果考虑传感器老化过程。传感器的公差范围值与制造商规格(数据表)有关,实线公差范围NM表示分析的目标值。

ATM.1ST的另一更大的优势是,由于其模块化结构,它可以很容易地适应应用个体。汇总的数据如下:

  • 压力测量范围: 100 mbar … 1,000 bar
  • 相对和绝对测量范围

  • 精度: ≤ ± 0.10 / 0.05 % FS
  • 工作温度: -40 … 125°C
  • 总误差: ≤ ± 0.30 %FS (0 … 70°C)
  • 材质:不锈钢,钛

煤矿开采业中可靠的料位管控

煤矿开采业中可靠的料位管控

矿井工作和露天采掘的凹坑因其恶劣的工作条件而闻名。部署设备和技术也同样困难。 为此,需要持久可靠的测量仪器来监测地下水。

澳大利亚的煤炭数量占全球煤炭储量的10%。 作为主要的煤炭出口国,采煤业是该大陆最重要的经济支柱之一。 然而,开采矿原料也碰到了难题。 澳大利亚露天营运商与STS接洽,因为他们正在寻找一个压力变送器进行料位监测,深度达400米。

采矿作业对地下水的影响很大。 煤矿周围的含水层水分流失,导致土层呈凹陷锥体式下沉。 这种下沉通过产生降低阻力的途径来改变地下的自然水文条件。 那么这就导致了水渗透到露天坑和地下工作场地。 因此,不断流入的水需要连续地从坑中抽出,以确保原料的平稳和安全的提取。

为了控制地下水位和用于排水的泵,露天作业队需要一个压力变送器以根据他们的要求来监测料位。 规定的压力范围为0至40巴(400 mH2O)环境压力,以及电缆长度为400米。 当时STS提供的解决方案ATM.ECO/N/EX只读取25巴,电缆长度为250米。

但是,由于STS是专门针对客户提供专用的压力测量解决方案,因此这一挑战也是并不难解决。 在短时间内,STS开发了带有故障安全保险的eATM.1ST/N/Ex 压力变送器,用于料位管控,它不但能精确地满足压力要求,且并配备有400米长的Teflon®电缆。 它的精准度也令人信服,精度可达到0.1% 。STS决定开发新型压力变送器,这种变送器使用Teflon®电缆,这种电缆带有密封电缆密封套和开放曝气管(PUR太软)。 此外,还有一个螺口式压重,以确保一个直线且稳定的测量位置。 也可以拧紧的不锈钢溢放口以减轻电缆的张力。 如设备名称所示,它还有可用于爆炸区域作业的EX认证。

ATM.1ST/N/Ex 左边溢放口,右边压重,均使用螺口,可拧紧

作为客户专用压力变送器的专家,STS能够在不到三周的时间内提供ATM.1ST / N / Ex。

ATM.1ST/N/Ex 的功能简介:

  • 压力范围: 1…250 mH2O
  • 精度: ≤ ± 0.1 / 0.05 % FS
  • 总误差: ≤ ± 0.30 %FS (-5 … 50°C)
  • 工作温度: -5…80 °C
  • 介质温度: -5…80 °C
  • 输出信号: 4…20 mA
  • 材质:不锈钢,钛
  • 电子补偿
  • 带有通用接口连接件

使用Vulkollan®膜的研磨介质中的压力测量

使用Vulkollan®膜的研磨介质中的压力测量

通常,压力传感器使用不锈钢或钛材料。这样,所有常见的测试台作业或监视任务都可以满足。 但是,当涉及与特殊研磨介质的接触时,就需要额外的保护。 添加的Vulkollan®膜通常可以满足这里的要求。

在转到两个具体应用实例之前,首先介绍材料本身的一些介绍:Vulkollan®是聚酯 – 聚氨酯橡胶的商品名称,一种具有弹性的聚氨酯塑料和良好的化学和机械性能。 这种橡胶弹性材料用于不同的变体,包括泡沫,细胞软塑料以及固体塑料。 而前两种变体主要用于清管技术,固体塑料被加工成轮子,辊子和涂层。 这里的工作温度范围在零下20至80摄氏度之间。

混凝土作为接触介质

一家在土木工程领域的市场佼佼企业联系STS寻找压力传感器, 可以毫无压力地在流动的研磨介质中使用。 在这种特殊情况下是指水泥。 专业工程师制造液压设备,在地面钻孔,然后用混凝土填充桩。

为了确保这些混凝土桩具有稳定的结构,必须确保混凝土的连续流动。 混凝土通过管道填入孔中。 管道插入孔后,可能发生混凝土堵塞管道内部,导致填充过程中断。

为了防止这种情况的发生,需要将压力传感器插入到管道的内部。 由于混凝土是通过泵将其输送到钻孔中,因此可以通过管内的高压容易地识别出堵塞点。 对于这个任务,不锈钢压力传感器是无法使用的,因为它只能保持在短时间内不被损坏,且在混凝土中发挥作用。

为了应对这一挑战,STS建议提供一个配有额外Vulkollan®膜的法兰传感器。 通过增加这种保护膜,所使用的传感器的精度可达5%,寿命在研磨介质中延长为一年。 由于其机械结构以及电气连接是定制设计特性,可在短时间内提供产品。

修整槽中的料位测量

船舶控制系统制造商为在修补槽内的水位测量寻求可靠的解决方案,他们与STS进行了接洽。

修整槽用于将容器内的重心位置进行偏置。 例如,货船的建造方式使得设计水线在满载时与实际的水线重合。但是,如果这些船舶在海上行驶时没有装载货物,那么船体从水中升起,以至于船首远远高于水面。 由于发动机的自身重量,船体会比船首更深些,但还不够深,螺旋桨仍然充分浸入水中 – 在这种情况下,船舶无法移动。 为了解决这个问题,修整槽里充满了水。

然而,用于监测料位的压力变送器不仅与盐水(这种情况下钛壳体足够)接触,而且还与沙子,小石头或甚至壳体接触。 为了优化传感器的寿命,会使用Vulkollan®膜涂覆。

Image 1: 带有Vulkollan®箔的压力变送器的示例

这是因为Vulkollan®膜,压力传感器可以优化后用于研磨介质。 然而,这并不适用于爆炸性物质或酸性物质。点击阅读更多关于传感器传感器的媒介兼容性。此外,用户必须记住,Vulkollan®保护膜影响传感器的精度。热特性也变得更加不稳定。

因此,在研磨介质中寻求合适的压力测量解决方案,没有什么比专家的全面而合格的建议更好的了。

液压系统中的压力峰值:对传感器和其他设备的危害

液压系统中的压力峰值:对传感器和其他设备的危害

几乎所有的气体和充满液体的管道都会产生压力峰值。在几毫秒内产生的压力会超过所使用压力传感器的过载压力并损坏它们。

压力峰值,或在短时间内存在的非常高的压力,通常只有在损害已经完成时才会被注意到。它们是压力激增的结果,同时也是液体或气体流经管道时发生的物理现象(气穴现象,狄狄塞尔效应) 。由于具有较高的压缩性,压力峰值在气体中不是那么重要。因此也不那么突出它的危险性。

在有关水管的描述中,经常会提到“水锤现象”。有了 这些条件,液体的动态压力最终被显示出来。举例来说,当一个阀门被快速关闭时,水流会瞬间停止。从而引起压力波,它通过介质向流体的方向以声速流动,然后再反射回来。在几毫秒内,急剧的压力增加会对压力传感器和其他设备造成损害(对管件,管箍,泵等的损害)。然而首当其冲收到影响的是测量仪器,我们将集中在以下方面。这些损害表现为微小的裂隙或变形(详见Fig 1 和2)。

Figure 1: 压力峰值造成的“裂隙”
Figure 2: 压力峰值造成的变形

如果施加在压力传感器上的压力超出了它的 exceeds the 过载压力, 会对传感器造成永久损害。有两种可能的情况:虽然听起来很矛盾,但由于压力峰值而造成的测量仪器的彻底毁坏是最温和的结果。毕竟用户会立刻注意到这里的损坏。如果传感器仅仅是由于压力峰值而变形,它将继续工作,但只提供不准确的测量数据。因此造成的经济损失会比完全损坏传感器要大得多。

如何避免压力峰值造成的损害

防止压力峰造成损害的最好方法在于脉动阻尼器或阻压的集成上。其他的方法,诸如阀门的使用,结果不尽如人意,因为它们对压力峰值的反应太慢,而压力峰值会出现在在仅仅几毫秒内。

阻压的目的是为了降低压力峰值使得它们不再超过压力传感器的过载压力然后损坏它们。基于此,阻压器安装在传感器芯体前面的压力管道里。因为他们必须首先经过阻压本身,所以压力峰值不会再直接接触到膜。

Figure 3: 带阻压的压力通道

 由于能够更好的避免压力峰值造成的损坏,阻压的使用仍是最好的选择。然而这种改变也有它的弊端。由于钙化和沉积物,它会导致压力管道的拥堵,尤其是在固体和悬浮物介质中。这会导致测量信号的减慢。如阻气门在与此相关的应用中使用,那么需做定期的维护。

压力峰值的保护可以通过更高的超压阻力来实现而不是标准压力。这是否可取取决于具体的应用:如果需要高精度度的读数,在某些情况下,相对于测量范围,这些测量值就无法达到很高的超压阻值。

液压系统中狄塞尔效应的后果:物资损害

液压系统中狄塞尔效应的后果:物资损害

顾名思义,狄塞尔效应指的是柴油机内的燃烧过程。但同样会产生在液压系统里。除了压力峰值,也会造成石油老化,产生残留物和密封的破坏。

狄塞尔效应是穴蚀现象的后果。因此,我们将首先考虑液压系统中穴蚀现象的形成条件,然后再转向狄塞尔效应本身。

液压系统中的穴蚀现象

根据气体,温度,液体和压力的不同,溶于油液中析出的气体在油液中形成‘空穴”。当油受到一定的压力或是剪切运动时就会发生这种现象。在实际操作中,这种情况发生在吸入管道、泵内部空间、横截面狭窄以及在液压系统中脉冲的出现。柴油机湿式缸套外壁与冷却液接触的表面被破坏成一些针状的孔洞,这些孔洞逐渐扩大、加深,最后形成深孔或裂纹。

狄塞尔效应

如果穴蚀现象产生的气泡也含有油粒子,就会受到高压的影响,那么这些气泡会发生剧烈的温度上升由此导致狄塞尔效应,也就是液压系统中的燃烧,而这个燃烧过程发生在几毫秒内。

穴蚀现象和狄塞尔效应的后果

穴蚀会产生各种各样的负面影响,包括:泵壳体和安全阀的物资损坏,密封元件的磨损如O型圈,改变流动特性,由于填充损失而降低泵和齿轮的功能,噪音,压力峰值超过系统压力造成的压力波动和狄塞尔效应以油气老化的形式燃烧残渣破坏密封。

穴蚀和狄塞尔效应的后果并不总是显而易见的。它们通常在已经太晚并需要修复液压系统的时候才会注意到。作为穴蚀和狄塞尔效应的后果,压力峰值也会损坏安装在系统里的压力传感器系统中的压力激增也会穿透压力传感器的膜片 (阅读更多)。

鉴于穴蚀和狄塞尔效应的严重后果,必须采取适当的措施来避免这些现象。这包括吸入室足够的填充和减少液压冲击,以及避免锐器,减弱振动。